一种基于曲面悬臂结构定向能量沉积制造方法及产品技术

本发明专利技术属于増材制造相关技术领域，并具体公开了一种基于曲面悬臂结构定向能量沉积制造方法及产品。该方法包括下列步骤：S1获取待成形悬臂结构的切片层和填充轨迹，设定成形轮廓上的轮廓点和填充轨迹上的轨迹点的加工朝向；S2旋转待成形悬臂结构所在的母体模型，使得当前待加工的轮廓点或轨迹点的加工朝向为打印头的初始设定方向，即竖直向上方向，按照所述加工朝向依次对所述轮廓点和轨迹点进行打印，实现在成形轮廓的基础上进行轨迹填充，完成单个切片层的打印成形，逐层成形每个切片层即可获得所需的悬臂结构。通过本发明专利技术，实现悬臂结构的成形，成形过程打印头朝向变化平稳，成形质量和精度高。成形质量和精度高。成形质量和精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于曲面悬臂结构定向能量沉积制造方法及产品


[0001]本专利技术属于増材制造相关
，更具体地，涉及一种基于曲面悬臂结构定向能量沉积制造方法及产品。

技术介绍

[0002]基于曲面的金属悬臂式结构的制造难度极大，用传统制造方法如铸造、锻造，由于需要开模，成本较高，而用定向能量沉积工艺，可大幅度降低成本。
[0003]定向能量沉积工艺是唯一可通过多轴联动、无支撑地制造基于曲面的金属悬臂结构的增材制造方法。然而，该方法仍面临诸多难题，具体如下：(1)悬臂结构如何成形？(2)如何保证成形精度和成形过程的平稳运行？对于上述技术难题，现有的成形方法很难满足实际成形要求，因此，急需一种悬臂式结构的定向能量沉积方法能解决上述加工中的难题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于曲面悬臂结构定向能量沉积制造方法及产品，通过将单个切片层内的打印区域划分为成形轮廓和填充轨迹，然后分别对对填充轨迹上的轨迹点和成形轮廓上的悬出点和非悬出点的加工朝向进行区别设定，最后依次成形轮廓点和轨迹点，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于曲面悬臂结构的定向能量沉积制造方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：S1对待成形悬臂结构进行切片获得多个切片层和每个切片层内的成形轮廓，规划每个切片层内的填充轨迹，以此获得每个切片层内成形轮廓上的轮廓点和填充轨迹上的轨迹点，对于所述轨迹点，设定该轨迹点所在填充轨迹处的法向为其加工朝向；对于所述轮廓点，判断该轮廓点是否为悬出点，若为悬出点，设定该悬出点对应的悬出向量为其加工朝向，若为非悬出点，设定该非悬出点所在成形轮廓处的法向为其加工朝向；S2旋转待成形悬臂结构的母体模型，使得当前待加工的轮廓点或轨迹点的加工朝向为打印头的初始设定方向，即竖直向上方向，按照所述加工朝向依次对所述轮廓点和轨迹点进行打印，实现单个切片层中成形轮廓和填充轨迹的依次成形，逐层成形每个切片层即可获得所需的悬臂结构。2.如权利要求1所述的一种基于曲面悬臂结构的定向能量沉积制造方法，其特征在于，在步骤S2中，在打印所述轮廓点时，还需对轮廓点按照下列方式优化：对于所有轮廓点，计算每个轮廓点对应的悬出距离，当多个相邻的轮廓点的悬出距离值均满足预设要求时，打印该多个相邻的轮廓点，剩余的轮廓点不予打印。3.如权利要求2所述的一种基于曲面悬臂结构的定向能量沉积制造方法，其特征在于，所述多个相邻的轮廓点的悬出距离值均满足预设要求中，所述预设要求是指：多个相邻的轮廓点的悬出距离值均大于预设值，且该多个相邻的轮廓点的连线长度大于预设长度。4.如权利要求2所述的一种基于曲面悬臂结构的定向能量沉积制造方法，其特征在于，所述悬出距离按照下列方式计算：对于轮廓点K0，将该轮廓点K0沿其法向向该轮廓点K0所在切片层的上一层切片层投影，获得投影点K1，在该投影点所处切片层内获取与该投影点K1距离最近的点R，当轮廓点为悬出点时，悬出距离为点R与投影点K1之间的距离，否者，悬出距离为点R与投影点K1之间的距离的相反数。5.如权利要求1所述的一种基于曲面悬臂结构的定向能量沉积制造方法，其特征在于，在步骤S2中，按照所述加工朝向依次对所述轮廓点和轨迹点进行打印前...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海鸥，戴福生，张明波，王桂兰，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：